Отопительный газовый котел представляет собой устройство, при помощи сгорания топлива (природного или сжиженного газа) осуществляющего нагрев теплоносителя.
Устройство (конструкция) газового котла : горелка, теплообменник, теплоизолированный корпус, гидравлический блок, а также приборы безопасности и управления. Такие котлы на газе требуют подключения дымохода для отвода продуктов сгорания. Дымоход может быть как обычный вертикальный, так и коаксиальный («труба в трубе») для котлов с закрытой камерой сгорания. Многие современные котлы комплектуются встроенными насосами для принудительной циркуляции воды.
Принцип работы газового котла - теплоноситель, проходя через теплообменник, нагревается и далее циркулирует по системе отопления, отдавая полученную тепловую энергию через радиаторы, теплый пол, полотенцесушители, а также обеспечивая нагрев воды в бойлере косвенного нагрева (в случае его подключения к котлу на газе).
Теплообменник - металлическая емкость, в которой нагревается теплоноситель (вода или антифриз) - может быть выполнен из стали, чугуна, меди и т.д. Надежность и долговечность газового котла зависят от качества теплообменника в первую очередь. Чугунные теплообменники устойчивы к коррозии и имеют длительный срок службы, но чувствительны к резкому перепаду температур и отличаются значительным весом. Стальные емкости могут страдать от ржавчины, поэтому их внутренние поверхности защищают различными антикоррозийными покрытиями, обеспечивающие продление «жизни» прибора. Стальные теплообменники являются наиболее распространёнными при производстве котлов. Медным же теплообменникам коррозия не страшна и благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, малому весу и габаритам такие теплообменники часто используются в настенных котлах, но из минусов следует отметить, что они дороже стальных.
Помимо теплообменника немаловажной деталью котлов газовых является горелка, которая может быть различных видов: атмосферная или вентиляторная, одноступенчатая или двухступенчатая, с плавной модуляцией, двойная.
Для управления газовым котлом используется автоматика с различными настройками и функциями (например, погодозависимая система управления), а также устройства для программирования работы и удаленного управления котлом.
Основными техническими характеристиками газовых котлов отопления являются: мощность, количество контуров обогрева, тип топлива., вид камеры сгорания, тип горелки, способ монтажа, наличие насоса и расширительного бака, автоматика управления котла.
Чтобы определить необходимую мощность газового котла отопления для частного загородного дома или квартиры используется простая формула - 1 кВт мощности котла для обогрева 10 м 2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Если требуется обогрев подвала, застекленного зимнего сада, помещений с нестандартными потолками и т.п. мощность котла на газе должна быть увеличена. Также необходимо увеличение мощности (порядка 20-50%) при обеспечении газовым котлом и горячего водоснабжения (особенно если необходим нагрев воды в бассейне).
Особенность расчета мощности у газовых котлов: номинальное давление газа, при котором котел работает на 100% заявленной производителем мощности, для большинства котлов составляет от 13 до 20 мбар, а фактическое давление в газовых сетях в России может быть и 10 мбар, а иногда и ниже. Соответственно, газовый котел часто работает только на 2/3 своих возможностей и это необходимо учитывать при расчете. Более подробно с таблицей расчета мощности котла отопления можно
Большинство газовых котлов можно перевести с работы от природного газа на сжиженный газ (баллонный пропан). Многие модели переключаются на сжиженный газ заводским способом (при покупке уточняйте эти характеристики модели), либо к газовому котлу дополнительно поставляются форсунки (жиклеры) для переключения на баллонный газ.
Плюсы и минусы газовых котлов:
Обвязка котла – это устройства для полноценной работы системы отопления и водоснабжения. В нее входят: насосы, расширительные баки, фильтры (при необходимости), коллекторы, обратные и предохранительные клапаны, воздушные клапаны, вентили и т.д. Также понадобится приобрести радиаторы, соединительные трубы и вентили, терморегуляторы, бойлер и др. Вопрос выбора котла достаточно серьезный, поэтому подбор оборудования и его полную комплектацию лучше доверить профессионалам.
Какой котел самый лучший? На российском рынке газового котельного оборудования есть свои лидеры по качеству и надежности. Лучшие фирмы-производители и марки газовых котлов представлены в ассортименте:
«Премиум-класс» или "Люкс" - самые надежные и долговечные, удобные в управлении, комплект собирается как «конструктор», дороже остальных. К таким производителям можно отнести немецкие компании Buderus и Viessmann.
«Средний класс» - хорошие показатели, средняя по уровню цена, не так престижно, но вполне надежно, представлены стандартные типовые решения. Это итальянские котлы
Теплообменник для газового котла: виды и принцип работы
5 (100%) голосов: 2Теплообменник для газового котла отопления — это конструкция первой важности, внутри которой движется теплоноситель . Приспособление ставится внутри камеры сгорания, где и происходит нагрев исходящим потоком теплоэнергии, когда сжигается природный газ. Поэтому эффективность работы котла во многом зависит от состояния установленного в нём теплообменника.
Современный стальной теплообменник для газового котла
Теплообменники для газового котла. Классификация
Существуют различные классификации теплообменников для газового котла.
Согласно назначения:
- нагревательные;
- испарительные;
- конденсирующие;
- охлаждающие теплообменники.
По материалу изготовления:
- стальные;
- чугунные;
- медные;
- из нержавейки (для котельного оборудования);
- из сплавов алюминия (для котельного материала).
По способу передачи тепла жидкости теплообменников:
- первичные;
- вторичные;
- совмещённые (битермические).
Рассмотрим некоторые классификации подробнее.
Стальной
Является самым распространённым вариантом. Это обусловлено доступностью стали и её лёгкой обработкой, и, как следствие, низкой себестоимостью. Теплообменники из стали имеют свои отличия. Они характеризуются пластичностью и долговечностью. При контакте с высокой температурой, пластичность играет первостепенную роль. Именно она не позволяет образовываться трещинам, когда внутри металла в месте прямого действия создаются тепловые напряжения.
К минусам стальных теплообменников можно отнести коррозию, которая неизбежна для металлов. Естественно, этот процесс разрушения сокращает срок службы теплообменника. К тому же коррозия может проявляться и на внешней стороне устройства, и на внутренней.
Еще один их недостаток в том, что они имеют большой размер, вес и это, ко всему, увеличивает расход топлива на нагрев большого количества теплоносителя . Это происходит потому, что производители (чтобы достичь высокой степени инертности ) увеличивают размеры внутренних полостей теплообменника, а также толщину его стенки.
Чугунный
Отличие газового котла с чугунным теплообменником от стального в том, что он при контакте с водой не подвергается ржавлению. Это позволяет ему продлить срок службы. Однако теплообменники из чугуна требуют тщательного ухода.
Пример чугунного теплообменника
Одно из свойств этого металла – хрупкость. Из-за накипи может происходить неравномерный прогрев, что приводит к трещинам в нём.
Выход – промывка. Это важный элемент эксплуатации газового котла. Обычно, если используется проточная вода (в качестве теплоносителя), то промывку производят один раз в год. Если антифриз , то раз в два года. Если же вода очищенная, то один раз в четыре года.
Медный
Достоинств у теплообменника из меди больше, чем недостатков. Этот металл имеет небольшой вес, он компактен, обладает небольшой вместительностью. Он не поддаётся процессу коррозии и требует меньше топлива для нагрева. Это предоставляет медному теплообменнику большое преимущество. Несмотря на всё это, он имеет высокую цену и достаточно ненадёжен при нагреве элемента.
Теплообменники из меди свойственны для настенных газовых котлов импортного производства. Отечественные же производители предпочитают использовать теплообменники из стали.
Теплообменник из меди
Первичный
Деталь имеет вид большой трубы, изогнутой в форме змеевика. Изготавливается она из металлов, не поддающихся ржавчине (меди, нержавеющей стали). К тому же в плоскости находятся и различного размера пластины.
Чтобы защитить рабочие поверхности от коррозии, их покрывают специальной краской.
Устройство газового котла
Принцип работы теплообменника в данном случае заключается в передаче энергии от газа к самому теплоносителю . Мощность теплообменника зависит от длины трубы, а также от количества «рёбер».
На работу детали негативно могут повлиять как внешние факторы (копоть, грязь), так и внутренние (отложение солей). Это может привести к сбою в процессах циркуляции в носителе тепла и уменьшению теплопроводности стен устройства.
Техобслуживанию первичного теплообменника нужно уделять должное внимание, вовремя проводить промывку и очистку.
Не помешает дополнительно приобрести для него , которые увеличивают срок службы газового котла и защищают теплообменник от негативных воздействий и различных накоплений.
Вторичный или горячего водоснабжения (ГВС)
В отличие от первичного теплообменника, во вторичном наличествуют специальные пластины, соединённые друг с другом. Производятся они обычно из нержавеющей стали.
Вторичный теплообменник для газового котла благодаря большому участку для теплообмена и своей хорошей теплопроводности обеспечивает нужный теплообмен . Как следствие, процесс появления коррозии на стенках такого теплообменника значительно замедляется. В таком типе теплообменника передача энергии происходит от жидкости к теплоносителю. Сила устройства напрямую зависит от площади теплообмена и количества специальных пластин.
Совмещённый (битермический)
Битермический теплообменник газового котла
В таком теплообменнике своя особенность – двойной обмен тепла, а именно от теплоносителя к воде и от газа к теплоносителю. В трубе извне подогревается вода для системы отопления, в то время как внутренний отдел готовит воду ГВС .
Совмещённые теплообменники для котлов имеют одно несомненное преимущество — упрощённая конструкция. Здесь нет потребности во вторичном теплообменнике и , что делает котёл дешёвым и в то же время компактным и надёжным.
Недостатком является низкая мощность в режиме ГВС.
По которым циркулирует теплоноситель, больше. Как результат, они забиваются отложениями солей не так интенсивно. Следовательно, чисткой внутренних полостей моноприборов придется заниматься намного реже, чем обслуживанием битермического теплообменника. В первую очередь это относится к прибору контура ГВС; он включается в работу по необходимости.
Минусы
- Плотная компоновка котла. К двум теплообменникам добавляются и иные элементы схемы; обслуживание отопительной установки осложняется.
- Вероятность поломок возрастает. Чем больше конструктивных элементов, тем выше риск выхода из строя любого из них. «Слабое звено» в настенных котлах – уже упомянутый кран (трехходовой).
- Стоимость оборудования возрастает именно по причине большого количества комплектующих.
Битермический теплообменник
Плюсы
- Более рациональная компоновка котельного оборудования; трехходового крана, второго теплообменника, соединительных труб нет.
- Меньше деталей – выше надежность изделия.
- Отсутствие инерционности контура ГВС. Как только открывается кран, сразу же идет горячая вода заранее выставленной температуры. Если она используется часто, можно говорить о некоторой экономии топлива, так как предварительный подогрев жидкости не производится.
На заметку! Два теплообменника готовят воду для разных контуров; один – отопления, другой – ГВС. Битермический прибор в этом плане универсален: он работает на обе системы.
Минусы
- Требовательность к качеству водоподготовки. Дополнительные мероприятия – определенные денежные вложения. Но стоимость очистных станций, их обслуживания многим «не по карману», и это является одним из аргументов против выбора котла с битермическим теплообменником. Если же вода на участке «чистая» и мягкая, данный минус автоматически нивелируется.
- Ремонту не подлежит (в 90% случаев). Редко, когда в условиях специализированной мастерской можно продлить срок эксплуатации битермического теплообменника, но мастера берутся за это неохотно и каких-то обещающих гарантий не дают. На практике же для котла приобретается новый прибор. Рекомендации по обслуживанию теплообменников в домашних условиях (достаточно потратить ⅓ часа, и он как новенький) дают люди, вряд ли когда-нибудь сами занимавшиеся этим. Скорее всего, советы по принципу «слышал, читал, товарищ рассказывал». Неправильно приготовленный раствор, нарушение технологии промывки – и разгерметизация корпуса обеспечена.
- Повышается вероятность появления протечек. Объяснение простое – больше внутренних соединений.
- Высокая цена. Битермический теплообменник обходится дороже любого из моноприборов.
Предлагается великое множество моделей отопительных агрегатов. Несмотря на такое разнообразие, конструктивно их можно разделить по виду камеры сгорания и материалу, из которого изготовлен теплообменник .
Существуют два основных вида камеры сгорания
Открытая камера сгорания - плюсы и минусы
Котлы с такой камерой знакомы практически всем. Воздух поступает в топку через специальные воздухозаборные отверстия в отопительном котлоагрегате, благодаря возникающей в нем при горении области разрежения. Теплообменник в такой камере, как правило, установлен над факелом.
К преимуществам котла с открытой камерой относят:
- малый уровень шума при работе
- достаточно, простая конструкция,
- простая установка
- несложное техническое обслуживание.
К недостаткам можно отнести:
- опасность возникновения пожара из-за наличия открытого огня,
- необходимость обязательной приточной вентиляции в месте, где теплогенерирующее устройство установлено.
Закрытая камера сгорания - плюсы и минусы
В таком виде отопительных котлов воздух подается принудительно с помощью специального электрического вентилятора. Сама топка напоминает бочонок с двойными стенками, между которыми находится теплоноситель, а в центре горит факел.
К преимуществам котла с закрытой камерой относят :
- Более высокий показатель КПД, что объясняется большим объемом теплообменника.
Также, по причине того что камера сгорания изолирована (закрыта) от помещения, где установлен такой котельный агрегат, то вероятность пожара равна нулю .
- Воздух в закрытую топку может поступать и прямо с улицы, но в случае сильных морозов его необходимо предварительно прогревать.
К недостаткам можно отнести
- Повышенная шумность
- большие затраты из-за работы вентилятора,
- возможность затухания теплового котла в случае отсутствия электричества,
- большая цена по сравнению с котлами атмосферного (открытого) вида.
Конструкция современных бытовых котлов
Конструкции современных бытовых котлов, предназначенных для автономного отопления устроены так, что большую их часть (до 85,0%) составляют поверхности теплообменника, который является его главным узлом. От того, какую форму он имеет, и какой материал был использован для его изготовления, прямо зависят такие показатели отопительного агрегата, как КПД, экономичность и экологическая чистота.
В настоящее время основными материалами, из которых изготавливаются теплообменники, являются -
- сталь
- чугун
- медь
Хотя уже стали появляться модели котельного оборудования, имеющие в своей конструкции теплообменники из алюминиевых сплавов и нержавеющей стали, рассматривать их не будем по причине единичности случаев.
Стальные теплообменники
Самыми простыми с точки зрения технологии изготовления являются отопительные агрегаты со стальными теплообменниками . Именно этот тип наиболее распространен среди отопительных устройств отечественного производства.
Позитивные стороны теплообменников из стали - это
- невысокая и доступная стоимость котлоустановок,
- а так же пластичные характеристики материала.
Последний показатель весьма важен для качественной и продолжительной работы отопительного прибора, так как при нагревании под действием огня горелки , стенки теплообменника подвергаются различным напряжениям, который могут привести к их деформации и даже образованию трещин.
Существенный недостаток стальных теплообменников - это губительное действие коррозии. При этом ей подвержена, как наружная, так и внутренняя его часть, приводящая со временем к его выходу из строя. Также отрицательным фактором использования стали для теплообменника является его сравнительно большой вес и объём, на нагрев чего будет расходоваться определенная часть газа , вследствие чего снижается КПД котла.
Чугунные теплообменники
В отличие от стального аналога чугунный теплообменник обладает высокой стойкостью к воздействию коррозии и большим сроком службы. Но с другой стороны чугун более требователен, как в процессе изготовления отопительного котла, так и при его эксплуатации. Например, если чугунный теплообменник будет неравномерно нагреваться (из-за накипи образовавшейся внутри его, по причине некачественной воды), то это приведет к образованию трещин и протеканию.
Также имеется возможность появления трещин в том случае, когда температура в зоне нагревания сильно отличается от показаний теплоносителя поступающего с обратного направления отопительной системы. Для избегания такой ситуации, схему отопления чугунного котла включают 4-х ходовой смесительный клапан, посредством которого добавляется горячая вода перед входом обратной линии в теплообменник. При соблюдении всех правил эксплуатации отопительное оборудование с чугунным теплообменником прослужит 20 и более лет.
В качестве минусы теплообменников из чугуна можно выделить основные - это высокая стоимость, образование трещин по причине некачественного теплоносителя и несоблюдения правил эксплуатации, большая инерционность из-за значительного объема и массы.
Медные теплообменники
Последним основным видом теплообменников является изделие из меди. Самые главные преимущества такого теплообменника - малый объём и масса (как следствие низкий показатель инерционности), высокая коррозионная стойкость, компактность конструкции котла. И хотя считали, теплообменник из меди недостаточно надёжен, но это уже не соответствует действительности, благодаря применению при его изготовлении современных технологий и оборудования.
Это недоверие проявилось из-за того, что медные теплообменники устанавливали в те же камеры сгорания, что и чугунные и стальные изделия. А так как такой интенсивный нагрев для меди был неприемлем, то теплообменники из нее быстро выходили из строя. Современные модели отопительных котлов с медными теплообменниками имеют уменьшенную почти втрое (до 30,0%) мощность пламени горелки. Поэтому при одинаковых показателях по мощности медные котлы считаются более экономичными, а по сроку эксплуатации почти равны чугунным моделям.
Теплообменник – один из главнейших элементов современного газового котельного оборудования. И если вы хотите, чтобы приобретаемый вами котел работал с максимально возможной эффективностью, то в первую очередь нужно смотреть на то, из какого материала он изготовлен, а также насколько качественным является этот самый материал.
Собственно, материал теплообменника может быть любым, но в современных условиях наибольшее распространение получили медные , стальные и чугунные теплообменники. Каждый из этих материалов обладает своими преимуществами и недостатками, а также степенью эффективности, от которой и будет зависеть производительность приобретаемого котельного оборудования. Предлагаем вам сразу приступить к рассмотрению каждого из указанных видов теплообменников.
Медный теплообменник
Начнем с самой непопулярной разновидности. Медь , конечно, в свое время была достаточно распространена. Но только лишь в виду того, что другие материалы были либо слишком дорогостоящими, либо просто недоступными по техническими причинам. Поэтому, с появлением стали и чугуна, медь стала постепенно отходить на задний план. И все же, если вам вдруг попадется на глаза медный теплообменник, то знайте, что он обладает двумя критическими недостатками.
- Первый – достаточно высокая цена.
- Второй – стремительное прогорание, приводящее к быстрому выходу из строя всего теплообменника.
Чугунный теплообменник
Чугун зачастую называют «вечным» материалом, долговечность которого достигает 50 лет и более. Для такого элемента, как теплообменник, это очень . Причиной столь высокой долговечности является стойкость чугунного материала к прогоранию, являющемуся настоящим бичом меди. К тому же, чугун, по своей природе, отлично защищен от коррозийных процессов (ржавчины), не нуждаясь в каком-либо дополнительном антикоррозийном покрытии.
Впрочем, идеальным чугунный теплообменник назвать нельзя. Вам нужно знать, что у него есть два важных недостатка.
- Во-первых, чугун – предельно тяжелый материал. Если вам доводилось переносить с места на место чугунную ванну, то вы знаете, о чем мы говорим.
- Во-вторых, чугунный теплообменник очень хрупкий. Ему могут повредить даже температурные перепады, не говоря уже о чисто физических повреждениях. Один единственный сильный удар может привести к появлению трещины. А использовать треснутый теплообменник уже не представляется возможным. Кстати, чугун – не самый дешевый материал, что также следует учитывать.
Стальной теплообменник
Стальные теплообменники сегодня являются самыми распространенными для Причина проста. Сталь – самый дешевый из вышеописанных материалов. Да и по своим техническим характеристикам он не так уж сильно отстает от чугуна. Конечно, долговечность здесь будет уже не 50 лет, а, скажем, лет 15, не более.
Если используется низкокачественная сталь, то вам придется менять такой теплообменник уже через 5 лет. Причина тому – достаточно быстрое прогорание материала под воздействием высоких температур. Ну а то, что сталь боится ржавчины (коррозийных процессов), известно даже маленьким детям. Этот факт тоже отражается на долговечности материала.